Arduino

Arduino是一家制作开源硬件和开源软件的公司，同时兼有项目和用户社区，该公司负责设计和制造单板微控制器和微控制器包，用于构建数字设备和交互式对象，以便在物理和数字世界中感知和控制对象。该项目的产品是按照GNU宽通用公共许可证（LGPL）或GNU通用公共许可证（GPL）许可的开源硬件和软件分发的，Arduino允许任何人制造Arduino板和软件分发。 Arduino板可以以预装的形式商业销售，也可以作为DIY包购买。Arduino电路板设计使用各种微处理器和控制器。这些电路板配有一组数字和模拟I/O引脚，可以连接各种扩展板或面包板（屏蔽板）和其他电路。这些电路板具有串行通信接口，包括某些型号上的通用串行总线（USB），也用于从个人电脑加载程序。微控制器通常使用C/C++编程语言。除了使用传统的编译工具链之外，Arduino项目还提供了一个基于Processing语言项目的集成开发环境。Arduino项目始于2003年，作为意大利伊夫雷亚地区伊夫雷亚交互设计研究所的学生项目，目的是为新手和专业人员提供一种低成本且简单的方法，以创建使用传感器与环境相互作用的设备执行器。适用于初学者爱好者的此类设备的常见示例包括简单机器人、恒温器和运动检测器。Arduino这个名字来自意大利伊夫雷亚的一家酒吧，该项目的一些创始人过去常常会去这家酒吧。 酒吧以伊夫雷亚的Arduin（Arduin of Ivrea）命名，他是伊夫雷亚边疆伯爵，也是1002年至1014年期间的意大利国王。使用 Atmel AVR 单片机，采用开源的软硬件平台，构建于开源 simple I/O 接口板，并具有使用类似 Java、C 语言的 Processing/Wiring 开发环境。Arduino的核心开发团队成员包括：马西莫·班齐（Massimo Banzi）、大卫·奎提耶斯（David Cuartielles）、汤姆·伊果（Tom Igor）、赞布罗塔·马提诺（Gianluca Martino）、大卫·梅利斯（David Mellis）和尼可拉斯·兰比提（Nicholas Zambetti）。据说马西莫·班齐之前是意大利Ivrea一家高科技设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天，马西莫·班齐跟大卫·奎提耶斯讨论了这个问题。大卫·奎提耶斯是一个西班牙籍芯片工程师，当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板，并引入了马西莫·班齐的学生大卫·梅利斯为电路板设计编程语言。两天以后，大卫·梅利斯就写出了代码。又过了三天，电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。几乎任何人，即使不懂电脑编程，也能用Arduino做出很酷的东西，比如对传感器作出回应，闪烁灯光，还能控制马达。随后马西莫·班齐、大卫·奎提耶斯和大卫·梅利斯把设计图放到了网上。保持设计的开放源码理念，因为著作权法可以监管开源软件，却很难用在硬件上，他们决定采用共享创意许可。共享创意是为保护开放著作权行为而出现的类似GPL的一种许可（license）。在共享创意许可下，任何人都被允许生产印刷电路板的复制品，还能重新设计，甚至销售原设计的复制品。你不需要付版税，甚至不用获取Arduino团队的许可。然而，如果你重新发布了引用设计，你必须说明原始Arduino团队的贡献。如果你调整或改动了电路板，你的最新设计必须使用相同或类似的共享创意许可，以保证新版本的Arduino电路板也会一样的自由和开放。唯一被保留的只有Arduino这个名字。它被注册成了商标。如果有人想用这个名字卖电路板，那他们可能必须付一点商标费用给Arduino的核心开发团队成员。赞布罗塔·马提诺创立的Arduino Srl被2009年创立的Arduino LLC控告侵犯了他们的著作权，这第二家被控侵权的Arduino（也就是Arduino Srl），原先叫做Smart Projects Srl，以前是在意大利负责生产制造Arduino控制板的公司。而第一家Arduino（也就是我们较熟悉的Arduino LLC）则负责开发控制板，并管理周边的开源专题与社区。在之前，原本双方是合作的关系；2014年马提诺与另外四位共同创办人，对于Arduino品牌的发展方向意见不合，导致马提诺另外请费德里科·穆斯托担任Smart Projects的新首席执行官，并把公司名称改为Arduino Srl。原始的Arduino硬件是从一间意大利公司Smart Projects制造有些Arduino硬件则是被官方授权由美国公司SparkFun Electronics（英语：SparkFun Electronics）和Adafruit Industries（英语：Adafruit Industries）设计。。Arduino Diecimila in StoicheiaArduino Duemilanove (rev 2009b)Arduino UNOArduino LeonardoArduino MegaArduino MEGA 2560 R3（正面）Arduino MEGA 2560 R3（背面）Arduino NanoArduino Due （ARM Cortex-M3核心）LilyPad Arduino (rev 2007)Arduino Yun“Shields”扩展版能够被插入Arduino和Arduino兼容硬件。用途是增加Arduino硬件上没有的功能，如马达控制、GPS、有线网络、液晶显示器或者是面包板。用户也可以自己动手做Shields扩展版。多重的Shield可以被堆栈起来。在这张图里，最上层的Shield扩展版上含有面包板。翅膀形状的螺丝端子Shield扩展版。Adafruit马达Shield扩展版和用于连接马达的螺丝端子Shield扩展版。HackARobot结构Shield，专为了Arduino Nano硬件设计以推动马达和传感器如：陀螺仪和GPS，以及其他的扩展版如：Wifi、蓝牙、无线射频等。在Arduino上运行的程序可以使用任何能够被编译成Arduino机器代码的编程语言编写。而Atmel也提供了数个可以开发Atmel微处理机程序的集成开发环境，AVR Studio和更新的Atmel Studio。当前微软在其Visual Studio 也有提供Arduino 的 SDK，在编译运行上更方便。而Arduino计划也提供了Arduino Software IDE，一套以Java编写的跨平台应用软件。Arduino Software IDE源自于Processing编程语言以及Wiring（英语：Wiring）计划的集成开发环境。它是被设计于介绍程序编写给艺术家和不熟悉程序设计的人们，且包含了一个拥有语法高亮、括号匹配、自动缩进和一键编译并将可执行文件烧写入Arduino硬件中的编辑器。Arduino Software IDE使用与C语言和C++相仿的编程语言，并且提供了包含常见的输入/输出函数的Wiring（英语：Wiring）软件库。在使用GNU toolchain编译和链接后，Arduino Software IDE提供了一个程序“avrdude”用来转换可执行档成为能够烧写入Arduino硬件的固件。使用Arduino Software IDE编写的程序被称为“sketch”。一个典型的Arduino C/C++ sketch程序会包含两个函数，它们会在编译后合成为main()函数：这是Arduino的Blink示例程序。Arduino 程序可由五个部分组成：其中 setup() 与 loop() 是一定要有的函数（均无参数无传回值），其他则视需要而定。 Arduino 语言采用 C/C++ 语法，加上以 Wiring 为基础的电子设计核心库组合而成，包括 Digital I/O, Analog I/O 等库。内置的库可直接调用，但若有使用第三方库（例如驱动传感器模块所需的库），则必须使用 include 前置指令引入。此外，也可以用前置指令 define 定义一个常量或宏（表达式）。前置指令乃 C 编译器指令，不属于 C 语言本身，其用途有三：所以前置指令的功能一言以蔽之就是替换，include 就是在标头处以指定之文件内容替换；而 define 就是在程序中用到所定义之常量与宏名称时，以其内容替换。宏的功能事实上与函数类似，不同之处是函数调用使用堆栈，而宏则是直接放在源代码中，运行效率较快（但若很多地方都要用到时，编译后就会比较大）。头文件可用角括号 < > 或双引号 ""，差别是用双引号时，前置处理器会先从源文件所在位置开始去搜索头文件；而用角括号则会先从 libraries 目录开始找。